Predstavte si robotické rameno namontované na lineárnom posúvači, ktoré sa vysúva do strany, aby zdvihlo ťažkú krabicu. V momente, keď sa zdvihne, celý vozík sa otočí. Pohyb sa stáva trhavým, tesnenia začnú vŕzgať a presnosť je preč. Nezdvíhate len záťaž, ale otáčate svoj valec. 🌀
Torzné napätie1 označuje krútiacu silu (krútiaci moment) pôsobiacu na vozík valca a určenie maximálneho valivého momentu je kľúčové pre zabránenie deformácii vodítka, netesnosti tesnenia a katastrofickému mechanickému zadretiu. Na rozdiel od štandardných valcov, ktoré iba tlačia a ťahajú, bezpístové valce často prenášajú zaťaženie priamo, čím sú náchylné na tieto zložité krútiace sily.
Spomínam si, ako som pomáhal Márii, majiteľke špecializovanej tlačiarenskej spoločnosti v Nemecku. Jej stroje používali bezprúdové valce na pohyb ťažkých tlačových hláv. Kvalita tlače klesala, pretože hlavy vibrovali. Myslela si, že ide o problém s tlakom vzduchu. Pozrel som sa na nastavenie a okamžite som zistil problém: tlačová hlava bola namontovaná príliš ďaleko od stredu, čo vytváralo obrovský “krútiaci moment”, ktorý deformoval valcovú rúrku.
Obsah
- Čo je to moment valenia v bezpístových valcoch?
- Ako rôzne vodiace systémy zvládajú torzné namáhanie?
- Prečo je výpočet krútiaceho momentu dôležitý pre životnosť valcov?
- Záver
- Často kladené otázky o torznom namáhaní
Čo je to moment valenia v bezpístových valcoch?
Vo svete bezpístových valcov rozlišujeme tri typy momentov: sklon, odklon a naklonenie. Naklonenie je často najškodlivejšie.
K momentu valenia (Mx) dochádza, keď je zaťaženie namontované mimo stredu vozíka. podĺžna os2, čím vzniká pákové rameno, ktoré sa snaží otočiť vozík okolo valcovej rúrky.
Neviditeľná sila
Predstavte si to ako držanie ťažkého kufra s rukou vystretou priamo vedľa tela. Váha sa snaží otočiť vaše rameno.
- Ťažisko3: Čím ďalej je ťažisko nákladu od stredu valca, tým vyšší je krútiaci moment.
- Limit: Každý valec má maximálne hodnotenie “Mx”. Ak ho prekročíte, vnútorný piest sa skrúti a poškodí sa. magnetické spojenie4 alebo brúsenie mechanického tesniaceho pásu.
V prípade Marie sa tlačové hlavy správali ako kľúč, ktorý sa neustále snažil odskrutkovať vozík. OEM diely, ktoré používala, neboli vyztužené pre tento konkrétny krútiaci moment, čo viedlo k rýchlemu opotrebeniu.
Ako rôzne vodiace systémy zvládajú torzné namáhanie?
Schopnosť odolávať tomuto skrúteniu závisí výlučne od konštrukcie vodiaceho systému. Práve tu má výber správnej náhrady alebo modernizácie Bepto obrovský význam.
Vnútorné vodidlá sa spoliehajú na uloženie piestu v rúrke a ponúkajú nízky odpor krútiaceho momentu, zatiaľ čo vonkajšie vodidlá (ako sú V-valčeky alebo recirkulačné guľôčkové ložiská5) poskytujú široký postoj, aby účinne odolávali vysokým torzným zaťaženiam.
Porovnanie možností
Analyzovali sme nastavenie Márie a navrhli riešenie.
| Typ sprievodcu | Odolnosť proti krúteniu | Najlepšia aplikácia |
|---|---|---|
| Základný interný sprievodca | Nízka | Centrické, ľahké zaťaženie (len tlačné) |
| Vodiaca lišta s kĺzavým ložiskom | Stredné | Stredné excentrické zaťaženia |
| Vonkajšie vodiace valčeky | Vysoká | Ťažké, posunuté zaťaženie (prípad Márie) |
| Recirkulačná guľôčková koľajnica | Veľmi vysoká | Presné aplikácie s vysokým krútiacim momentom |
Dodali sme spoločnosti Maria valec Bepto bez tyčí s externým systémom vodiacich valcov. Širší rozchod valcov pôsobil ako výložníky na kanoe, stabilizoval náklad a eliminoval vibrácie.
Prečo je výpočet krútiaceho momentu dôležitý pre životnosť valcov?
Ignorovanie momentu otáčania je najrýchlejší spôsob, ako zničiť valec bez tyče. Je to jednoduchá fyzika: sila x vzdialenosť = krútiaci moment.
Výpočet presného momentu valenia vám umožňuje vybrať veľkosť valca a typ vodítka, ktoré pracujú v rámci bezpečnostnej rezervy, čím sa zabráni nerovnomernému opotrebeniu vnútornej trubice a zabezpečí sa vzduchotesnosť tesniaceho pásu.
Úspora nákladov prostredníctvom inžinierstva
Maria mala obavy z nákladov na modernizáciu.
- Náklady neúspechu: Každé 3 mesiace vymieňala štandardné valce (každý za $500 + prestoje).
- Riešenie Bepto: Náš odolný vodiaci valec stál spočiatku o niečo viac, ale vydržal viac ako 18 mesiacov bez jediného problému.
Po prepočítaní a dodržaní limitu “Mx” znížila svoj ročný rozpočet na údržbu o 70%. Na Bepto, pomôžeme vám s týmto výpočtom. Nepredávame vám len číslo dielu, ale zaručujeme, že diel bude vyhovovať fyzikálnym vlastnostiam vašej aplikácie.
Záver
Torzné napätie je tichým zabijakom pre bezpístové valce. Ak vaša aplikácia zahŕňa bočné zaťaženie alebo posunuté závažia, musíte vypočítať moment valenia. Neodhadujte. Výberom Bezprútový valec Bepto S vhodným externým vodiacim systémom neutralizujete tieto sily, čím zabezpečíte plynulý pohyb, presnosť a životnosť, vďaka čomu bude vaša výrobná linka zisková.
Často kladené otázky o torznom namáhaní
Čo sa stane, ak prekročím maximálny moment valenia?
Prekročenie momentu valenia spôsobuje skrútenie vozíka, čo vedie k rýchlemu opotrebeniu vodiacich ložísk, úniku vzduchu z tesniaceho pásu a potenciálnemu odpojeniu piestu.
Ako môžem zvýšiť kapacitu momentu otáčania svojho systému?
Môžete prejsť na valec s väčším priemerom, prejsť na valec s vonkajšími vodiacimi lištami (ako sú valčeky alebo guľôčkové lišty) alebo použiť dva valce paralelne, aby sa rozložilo zaťaženie.
Ponúka spoločnosť Bepto valce pre aplikácie s vysokým krútiacim momentom?
Áno, spoločnosť Bepto ponúka rad valcov bez tyčí s integrovanými vonkajšími vodiacimi lištami, ktoré sú špeciálne navrhnuté na zvládanie vysokých krútiacich momentov a ťažkých excentrických zaťažení. Pomôžeme vám vybrať ten správny model, ktorý nahradí vaše nefunkčné OEM diely.
-
Získajte komplexné poznatky o tom, ako torzné napätie ovplyvňuje mechanické komponenty a konštrukciu. ↩
-
Naučte sa presnú definíciu pozdĺžnej osi, aby ste lepšie vizualizovali pôsobenie 3D sily. ↩
-
Prečítajte si podrobného sprievodcu výpočtom ťažiska, aby ste zaistili vyvážené rozloženie zaťaženia. ↩
-
Objavte vedu, ktorá stojí za technológiou magnetického spojenia, a jej uplatnenie v pneumatických systémoch bez úniku. ↩
-
Zistite, ako guľôčkové ložiská s recirkuláciou poskytujú vynikajúcu presnosť a schopnosť zvládnuť veľké zaťaženie. ↩
